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Nuevo aislante térmico mejor que el vacío

Área: Tecnología — lunes, 14 de diciembre de 2009

Se podría fabricar un material que mejorara las propiedades del vacío a la hora de aislar térmicamente.

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El calor no es más que una forma de energía que pasa de unos cuerpos a otros debido a diferencias de temperatura. Básicamente es la vibración o agitación de los átomos, moléculas o partículas que componen los gases, sólidos o líquidos.
Cuando éramos pequeños en la escuela nos explicaban la transmisión del calor, y cómo éste podía pasar de unos cuerpos a otros por conducción, radiación y convección. El ejemplo típico que se solía poner era el termo, recipiente éste que guardaba las cosas calientes o frías durante largos periodos de tiempo. El principio de su funcionamiento es impedir que el calor escape o entre al impedir que se propague por conducción o radiación. De la última parte se encarga el vidrio metalizado que lo compone, que es capaz de reflejar la luz, tanto invisible como infrarroja. De la otra parte se encarga una capa en la que se ha practicado el vacío. Como no hay contacto físico las vibraciones o agitaciones de las partículas de un lado no pueden transmitirse al otro.
Es difícil pensar que haya algo que mejore las propiedades del vacío en esta tarea. Pues bien, según un resultado reciente se podría fabricar un material que mejorara las propiedades del vacío a la hora de aislar térmicamente.
El nuevo material está compuesto capas de cristales fotónicos separadas por espacios vacíos. El conjunto aísla el doble mejor que el vacío por sí solo.
La razón estriba en que el vacío permite la transmisión de radiación, que puede estar constituida por luz visible o infrarroja, y ésta puede pasar de un lado al otro y transmitir calor en el proceso.
Shanhui Fan de Stanford University y sus colaboradores se preguntaron si un material podría bloquear el infrarrojo mejor de lo que el vacío puede hacer. Según sus cálculos teóricos los cristales fotónicos podían realizar la tarea.
Este tipo de cristales pueden encontrarse tanto en la Naturaleza como en el laboratorio y consisten en capas periódicas de nanoestructuras que afectan a la luz que viaja a su través. Además, estos materiales pueden tener zanjas de energía que prohíban la transmisión de luz perteneciente a intervalos de determinadas frecuencias. En este caso se pueden utilizar una zanja de energía para bloquear la luz infrarroja.
Estos investigadores encontraron que estructuras de 100 micras de espesor hechas de 10 capas de este tipo de cristales de 1 micra de espesor y separadas 9 micras entre sí conducían el calor el doble peor que el vacío por sí solo. Además, han descubierto que la conductividad térmica no depende del grosor de las capas, sino de su índice de refracción, que como ya sabemos todos, está relacionado con la velocidad de la luz que viaja en su seno.
En estudios anteriores ya se mostró que este tipo de cristales son prometedores en su aplicación a las comunicaciones ópticas. Este nuevo resultado podría ser útil para otro tipo de aplicaciones, como su uso en sistemas de captura de energía solar térmica.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.
Imagen cabecera: termos de Baokang Group Co., Ltd.

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4 Comentarios

  1. tomás:

    Otra aplicación importantísima sería su posible uso como escudo para la reentrada en la atmósfera de los vehículos espaciales. Supongo sería más barata y segura que el escudo magnético propuesto hace unos días.
    Saludos.

  2. Jose M. Piñeiro:

    Creo que aquí lo mas importante seria el precio del invento.

    De hecho sabemos que un poco de vacío, con las pareces del recipiente metalizadas es un aislante mucho mejor que el polietileno (a igualdad de grosor).

    Sin embargo este último se usa en casi todas las aplicaciones, por la simple razón de que es mas económico. Si queremos mas aislamiento simplemente tenemos que aumentar el grosor hasta igualar las condiciones del termo. El resultado final será el mismo nivel de aislamiento pero a un precio menor (siempre que el volumen no sea problema).

    Por lo que conozco hasta los aparatos de resonancia magnética usan este económico aislamiento.

  3. NeoFronteras:

    Buen comentario estimado Piñeiro. Efectivamente, si al final es más caro no servirá de mucho. Aunque este tipo de resultados muchas veces son meros ejercicios tecnológicos que luego no se traducen en un producto comercial.

  4. NeoFronteras:

    En cuanto a lo que apunta Tomás, quizás la fragilidad sea un defecto para esa aplicación.

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